第8章 圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測

第8章圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測本章探討了圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控的重要性和實現(xiàn)方法。通過對圍巖變形的及時精準(zhǔn)測量,可以掌握巖體穩(wěn)定性,為工程建設(shè)和運營提供及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。本章將詳細(xì)介紹監(jiān)控設(shè)備的選型、安裝、校準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵步驟。byJerryTurnersnull8.1概述監(jiān)控量測的重要性充分了解圍巖內(nèi)部位移變化對工程建設(shè)和運行的重要性。及時發(fā)現(xiàn)異常情況,做出預(yù)警和應(yīng)對措施。監(jiān)控量測的內(nèi)容與目標(biāo)監(jiān)測圍巖內(nèi)部位移的形式、分布、規(guī)律,為工程設(shè)計和施工提供依據(jù)。評估工程安全狀況,保障人員和設(shè)施安全。監(jiān)控量測的技術(shù)手段采用先進(jìn)的位移監(jiān)測儀器和數(shù)據(jù)處理分析技術(shù),全面掌握圍巖內(nèi)部位移的動態(tài)變化。8.1.1監(jiān)控量測的重要性地下工程和邊坡工程中圍巖變形監(jiān)控量測的重要性?？杉皶r掌握工程體內(nèi)部應(yīng)力和位移變化情況,及時預(yù)警、預(yù)防突發(fā)事故。隧道工程圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測有助于了解初期支護與圍巖之間相互作用,為優(yōu)化支護方案提供依據(jù)。位移監(jiān)控量測數(shù)據(jù)可用于工程建設(shè)質(zhì)量控制和工程安全監(jiān)測預(yù)警。8.1.2監(jiān)控量測的內(nèi)容和目標(biāo)監(jiān)控量測的內(nèi)容包括圍巖內(nèi)部的位移、應(yīng)變、變形等參數(shù)。監(jiān)控量測的目標(biāo)是及時掌握圍巖內(nèi)部的變化情況,以便采取適當(dāng)?shù)闹ёo措施,保障工程安全。通過監(jiān)控量測,可以分析圍巖的穩(wěn)定性,及時發(fā)現(xiàn)異常情況,為工程決策提供依據(jù)。圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測的原理圍巖內(nèi)部的位移監(jiān)控量測是通過檢測圍巖發(fā)生的位移變形來評估圍巖的穩(wěn)定性和安全性。其中包括圍巖內(nèi)部的擠壓、剪切、伸展等不同形式的位移,并采用多種儀器和方法來進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和分析。這些監(jiān)測數(shù)據(jù)有助于及時發(fā)現(xiàn)隱患,采取有效的防護措施。8.2.1圍巖內(nèi)部位移的形式縱向位移：圍巖內(nèi)部巖體發(fā)生上下沉降或抬升的位移現(xiàn)象。橫向位移：圍巖內(nèi)部巖體發(fā)生水平方向的位移變形。切向位移：圍巖內(nèi)部巖體發(fā)生剪切變形的位移現(xiàn)象。8.2.2位移監(jiān)控量測的方法光纖光柵測量法:利用光纖光柵傳感器檢測巖體內(nèi)部微小位移變化,可實現(xiàn)遠(yuǎn)程和連續(xù)自動監(jiān)測。磁性伸縮尺測量法:采用磁性伸縮尺測量隧道圍巖或邊坡的相對位移,優(yōu)點是安裝簡單成本低。電容式位移傳感器測量法:基于電容原理,利用電極間距離變化檢測圍巖內(nèi)部位移,精度高且抗干擾能力強。位移監(jiān)控量測的常用儀器在圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測中,常用的儀器包括位移計、應(yīng)變計和傾斜計等。這些儀器能準(zhǔn)確測量巖體內(nèi)部的變形,為工程建設(shè)提供關(guān)鍵的安全數(shù)據(jù)。精密的測量技術(shù)和可靠的監(jiān)測設(shè)備是確保工程安全的重要基礎(chǔ)。8.3.1位移計位移計是一種常用于監(jiān)測圍巖內(nèi)部位移變化的儀器。它能夠準(zhǔn)確測量結(jié)構(gòu)物或地基的垂直、水平位移量,并連續(xù)自動記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)。主要測量原理包括伸縮桿式、電磁感應(yīng)式、激光干涉式等,各有特點和適用范圍。應(yīng)變計應(yīng)變計是一種測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部應(yīng)力或應(yīng)變的儀器。應(yīng)變計可以直接測量材料受力時的微小尺寸變化,從而計算出應(yīng)變值。常見的應(yīng)變計類型包括電阻式應(yīng)變計、光纖應(yīng)變計和壓電式應(yīng)變計等。8.3.3傾斜計傾斜計是測量周圍環(huán)境或結(jié)構(gòu)物傾斜角度變化的儀器其工作原理是利用重力傳感器來檢測角度的變化情況配合自動化監(jiān)測技術(shù),可以實時監(jiān)測地下隧道或邊坡的傾斜趨勢??位移監(jiān)控量測的布設(shè)合理布設(shè)監(jiān)測點和監(jiān)測斷面是確保位移監(jiān)控量測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的關(guān)鍵。通過選擇恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測位置和設(shè)置合理的監(jiān)測斷面,可以全面獲取圍巖內(nèi)部的位移變化情況。8.4.1監(jiān)測點的選擇根據(jù)工程特點和圍巖變形趨勢，選擇關(guān)鍵位置作為監(jiān)測點。??監(jiān)測點要能充分反映圍巖內(nèi)部的位移特點，避免受局部因素影響。??關(guān)鍵部位應(yīng)選擇多個監(jiān)測點，形成監(jiān)測斷面以獲取可靠的數(shù)據(jù)。??8.4.2監(jiān)測斷面的設(shè)置合理確定監(jiān)測斷面的位置，應(yīng)結(jié)合工程特點和圍巖變形趨勢,選擇在最不利位置或最大變形區(qū)域設(shè)置監(jiān)測斷面。監(jiān)測斷面的數(shù)量要根據(jù)工程規(guī)模、圍巖變形特點等因素確定,一般3-5個斷面就可以滿足監(jiān)測要求。監(jiān)測斷面應(yīng)垂直于主要變形方向,布置井字形或十字形,以獲取三維變形信息。8.4.3監(jiān)測儀器的安裝選擇合適的位置安裝監(jiān)測儀器。觀察周圍環(huán)境,確保儀器位置穩(wěn)定,無干擾因素影響。儀器安裝應(yīng)牢固,防止因振動或外力而移動。需采用可靠的固定方式,如鉆孔錨固或粘貼固定。儀器安裝時要注意其與測量對象的位置關(guān)系,確保能夠準(zhǔn)確探測目標(biāo)位移。位移監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的處理與分析圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測過程中收集的大量數(shù)據(jù)需要進(jìn)行系統(tǒng)化處理和深入分析,以提取有價值的信息并做出正確判斷。這一環(huán)節(jié)是整個監(jiān)控工作的關(guān)鍵,需要運用專業(yè)知識和適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和解釋,為工程安全提供有力支撐。8.5.1數(shù)據(jù)的收集與整理監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的收集與整理是分析的基礎(chǔ),需要做好以下工作:定期收集各監(jiān)測點位移數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)完整連續(xù)。對收集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,剔除異常值和錯誤數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。按時間順序整理數(shù)據(jù),建立數(shù)據(jù)庫,為后續(xù)分析做好基礎(chǔ)工作。8.5.2數(shù)據(jù)的分析與解釋數(shù)據(jù)分析是圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析可以準(zhǔn)確判斷圍巖變形趨勢。數(shù)據(jù)分析應(yīng)從數(shù)據(jù)基本特征入手，包括變化趨勢、幅值大小、速率變化等，以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)圍巖運動模式和失穩(wěn)可能性。同時還需結(jié)合工程地質(zhì)條件、施工進(jìn)度等因素對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和解釋，得出合理的工程預(yù)判結(jié)論。異常情況的判斷與預(yù)警監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的異常情況包括突發(fā)性位移、持續(xù)性位移增加、局部位移異常等。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比,可以判斷異常情況的發(fā)生原因和發(fā)展趨勢。根據(jù)異常情況的性質(zhì)和嚴(yán)重程度,提出相應(yīng)的預(yù)警措施和應(yīng)急預(yù)案,以避免或減輕災(zāi)害事故的發(fā)生。位移監(jiān)控量測的應(yīng)用案例從隧道、地下工程到邊坡工程,位移監(jiān)控量測在各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過實時監(jiān)測圍巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形情況,及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施,確保工程安全穩(wěn)定。這些應(yīng)用案例展示了位移監(jiān)控量測技術(shù)在實踐中的重要作用。隧道工程隧道施工過程中的圍巖位移監(jiān)控是確保隧道安全施工的關(guān)鍵。通過監(jiān)測隧道圍巖的位移情況，可以及時發(fā)現(xiàn)異常變形，采取相應(yīng)的加固或支護措施。隧道工程中常見的位移監(jiān)控方法包括安裝位移計、應(yīng)變計和傾斜計等，對隧道的周向位移、徑向位移和傾斜情況進(jìn)行監(jiān)測。8.6.2地下工程地下工程中的位移監(jiān)控量測是確保工程安全的關(guān)鍵手段。通過監(jiān)測圍巖內(nèi)部發(fā)生的位移變化,可以及時發(fā)現(xiàn)隱患,采取相應(yīng)的加固措施。這一過程需要合理布設(shè)監(jiān)測點,選擇適當(dāng)?shù)膬x器設(shè)備,并對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)警。例如地下隧道工程中,可利用位移計、應(yīng)變計等儀器設(shè)備,布設(shè)于關(guān)鍵斷面和疑似易發(fā)生位移的部位。對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可識別變形趨勢,及時作出調(diào)整或加固。這些手段可有效保障地下工程的施工安全。8.6.3邊坡工程邊坡工程是土木工程領(lǐng)域中一個重要分支,涉及對自然或人工斜坡的安全性分析、設(shè)計、施工和監(jiān)測。位移監(jiān)控量測在此類工程中扮演著關(guān)鍵角色,能夠及時發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等隱患,為工程管理和決策提供依據(jù)。邊坡工程常見的位移監(jiān)控量測手段包括使用位移計、應(yīng)變計及傾斜計等儀器,布設(shè)在關(guān)鍵斷面并進(jìn)行周期性觀測。通過分析位移數(shù)據(jù),可以判斷邊坡內(nèi)部的變形趨勢,預(yù)警潛在安全隱患。位移監(jiān)控量測的發(fā)展趨勢近年來,圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測技術(shù)取得了長足發(fā)展,呈現(xiàn)出自動化、遠(yuǎn)程化和智能化等趨勢,為更精準(zhǔn)、更及時地掌握地下空間變形提供了有力保障。8.7.1自動化監(jiān)測技術(shù)利用先進(jìn)的傳感器和控制系統(tǒng),實現(xiàn)圍巖位移、應(yīng)力等指標(biāo)的自動檢測和記錄配合遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時采集和遠(yuǎn)程分析,大幅提高監(jiān)測效率智能分析算法可自動識別異常情況,發(fā)出預(yù)警信號,有助于及時預(yù)防危險事故的發(fā)生8.7.2遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)對隧道、地下工程和邊坡等結(jié)構(gòu)的實時、自動化監(jiān)測。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將監(jiān)測設(shè)備與遠(yuǎn)程中心服務(wù)器進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸和信息共享。應(yīng)用衛(wèi)星通訊、4G/5G網(wǎng)絡(luò)等，可以實現(xiàn)對偏遠(yuǎn)或難以到達(dá)的監(jiān)測點的遠(yuǎn)程訪問和數(shù)據(jù)采集。8.7.3數(shù)據(jù)分析與預(yù)警技術(shù)利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，深入挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)中蘊含的規(guī)律和趨勢。通過智能算法和模型構(gòu)建，